Întotdeauna am considerat că betonul este un material foarte rezistent, ieftin şi în ciuda statisticilor având în vedere producția de ciment, ecologic. În anii studenției obișnuiam să fiu obsedat de rezistența mecanică a betonului sau de rezistență lui în timp. Mi-am dat seama că nu puneam întrebările corecte. Nu înțelegeam cum un beton vechi de 2000 de ani poate avea o stare mai bună decât un beton de 50 de ani. Avem impresia că acum 2000 de ani i s-a făcut ceva special betonului şi că noi acum nu mai puteam repeta acel procedeu. Lucrurile nu stau deloc așa. Motivul pentru care am descris firul gândirii este că, foarte des, găsesc motive eronate pentru degradarea betonului, cum ar fi vina producătorului, a calității cimentului sau chiar a calităţii oţelului.
Cum se formează betonul?
Betonul, şi aici vorbim despre betonul cu ciment Portland, are o structură mai mult sau mai puţin simplă. El este compus din ciment, nisip, mărgăritar, agregate şi apă. Praful de ciment este un conglomerat compus din boabe foarte mici de ciment. Aceste boabe au dimensiuni între 2 micrometri şi 90 de micrometri. Dacă găsiţi particule de ciment mai mari de atât, pe măsurate, probabil că sunt mai multe lipite una de alta. Mărgăritarul este un nisip mai mare, cu dimensiuni de 2-5 mm, iar agregatele sunt pietre de mici dimensiuni cu mărimea între 5 mm şi 70 mm.
Când apa întră în contact cu boabele de ciment, boabelor încep să le crească mii de picioruşe şi încep să se agaţe cu aceste picioruşe de tot ce găsesc în jur, inclusiv alte boabe de ciment. De aceea când lăsăm un sac de ciment în ploaie începe să se întărească fără a mai fi posibilă înmuierea acestor picioruşe odată ce ele s-au întărit. Acum am să explic de ce un beton cu mai multă apă este mai slab decât un beton la care s-a adăugat mai puţină apă…..
Cum să oprim degradarea betonului
Sunt trei elemente importante la care trebuie să privim atunci când vorbim despre degradarea betonului. Trebuie să ne gândim la mediul de expunere, adică în ce mediu este expus betonul despre care vorbim. Poate fi un pilon al unui ponton la mare, în apă sărată sau poate fi o bucată de beton în interiorul unei clădiri ce nu este expus vreodată unui mediu aspru sau chimic şi nu este expus vreodată înghețului. Betonul de la interior va avea o viață foarte lungă, în timă ce betonul expus la condițiilor aspre se va degrada accelerat. În concluzie, protecția betonului prin protejarea lui din punct de vedere chimic și termic, îi prelungește viața.
Al doilea element despre care vreau să vorbim este tipul betonului. Fiecare beton are o destinație anume și nu trebuie să înlocuim un tip de beton cu altul. Atunci când mergem la stația de betoane să comandăm betonul trebuie să cerem produsul potrivit. Vom folosi un tip de beton pentru fiecare tip de structură. La fundaţie folosim un tip de beton, la stâlpi alt tip şi tot aşa. L fosa septică sau la o clădire subterană se va folosi un beton cu totul special pentru că mediul de expunere este diferit. Se poate folosi și un beton normal, dar rezistența lui va lăsa de dorit. În unele cazuri se poate ajunge chiar la cedarea elementului din beton armat sau beton simplu.
Carbonatarea betonului și ce înseamnă asta
Al treilea și ultimul aspect foarte important pe care trebuie să îl luăm în seamă este carbonatarea betonului. Acest lucru este des neînțeles, iar efectele lui sunt neînțelese și poate chiar ignorate în totalitate. Mă simt obligat să explic ce înseamnă carbonatarea betonului și cum poate afecta ea o structură. În procesul de fabricație al cimentului avem o emisie foarte mare de dioxid de carbon. Acest dioxid de carbon este eliberat în aer și este considerat un factor poluant cu care sunt perfect de acord. Betonul turnat începe o reacție ireversibilă inversă. Adică începe să se combine cu dioxidul de carbon din aer. Cu alte cuvinte, există un proces chimic care în timp va duce la absorbția dioxidului de carbon din aer până la saturare. Betonul devine mai slabpe zi ce trece, atunci când este expus aerului din atmosferă sau orice mediu care conţine dioxidul de carbon.
De aceea se numește carbonatarea betonului, din cauza dioxidului de carbon și sau mai bine zis a carbonului din dioxidul de carbon. Carbonatarea se datorează faptului că, în prezenţa ionilor carbonat din aer, ionii de calciu din beton, precipită şi formează carbonat de calciu. Carbonatul de calciu este puţin solubil în apă, de aceea pe la picioarele de pod sau pe la cladiri mari de beton armat o să observați o nuanță de spălăcire a suprafețelor. În beton, toţi componenţii de calciu se dizolvă şi formează, carbonatul de calciu. Acest carbonat de calciu nu este altceva decât o sare a calciului şi cel mai bun exemplu pe care îl pot oferi este creta şcolară. Carbonatul de calciu din beton nu ajunge niciodată la puritatea aia şi nici la culoarea cretei şcolare pentru că betonul conţine agregate şi nisip. Agregatele nu se supun carbonatării.
Cum protejăm betonul împotriva carbonatării?
În atmosferă se gaseşte o cantitate substanţială de CO2. Dioxidul de carbon în formă gazoasă nu poate reacţiona direct cu hidraţii din pasta de ciment. Trebuie ca dioxidul de carbon să fie dizolvat în apă şi să formeze ioni carbonat care vor reacţiona cu ionii de calciu din apa aflată în porii masei de beton. Pentru a proteja betonul trebuie în primul rând să îl ferim de apă, mai ales de apa sărată găsită în mediul marin. Betonul este un material poros. El devine poros în timp ce se întărește. Acești pori trebuie astupați, iar un bun produs pentru această operațiune este bitumul. Sunt o sumedenie de alte produse pe piață, precum vopseaua poliuretanică sau fel de fel de adezivi. Orice produs durabil care poate astupa porii betonului este demn de luat în seamă.
Trebuie să alegem cimentul potrivit pentru destinaţia finală a betonului pentru o mai bună durabilitate şi trebuie să avem mare grijă la felul în care îl turnăm. Turnarea betonului poate fi considerată mai importantă decât betonul în sine însă despre asta am scris în articolul “9 greșeli făcute la turnarea betonului” dar și în articolul despre “De ce trebuie să folosim vibratorul de beton?“. Un beton bine turnat, bine răcit la timp și bine hidroizolat, este un beton de calitate, cu o durată de exploatare de sute de ani.
Oțelul poate accelera degradarea betonului
Nu doar betonul trebuie ferit de apa sărată ci şi oţelul din interiorul sau exteriorul betonului. O să încerc să vă prezint un fenomen mai puțin înțeles. Sper să reușesc. Betonul strânge tare armătura de beton din oțel. Ne place să armăm cu oțel pentru că prezintă o bună conlucrare cu masa betonului. Dacă oțelul este expus, chiar și puțin la umiditate sau la apă, el începe să ruginească. Rugina este un oxid, deci are loc o reacție chimică. Acest proces chimic implică un proces de expansiune de 1 la 3. Adică masa de oțel care a oxidat îți mărește volumul de 3 ore. Acest proces chimic este așa de puternic încât betonul nu are nici o șansă de a i se opune. Oțelul ruginește, va crăpa un pic betonul, iar apa intră pe acolo, accelerând procesul pentru că rugina este foarte permeabilă la apă.
În structuri subterane alcătuite din prefabricate de beton, nu se folosește oțel. Se urmărește un design care nu necesită armătură. În medii de expunere dezavantajoase, oțelul face mai mult rău decât bine. Sunt soluții de protecție a armăturilor. În imaginea de mai sus, avem o fundație. Inginerul a hotărât că mediul de expunere în pământ nu este agresiv. În schimb, la alcătuirea stâlpilor s-a optat pentru o armătură de oțel protejată cu rășină epoxidică. În general, această culoare este folosită la protejarea armăturii pentru că oferă un bun contrast cu rugina, astfel se observa imediat dacă pelicula de rășină a fost degradată în timpul transportului sau a manipulării le șantier. Cel mai probabil, această construcție este amplasată în mediul marin sau în apropierea litorulului. Și la noi în țară există normativ pentru astfel de protecții. În concluzie, dacă nu protejezi armătura, se strică și betonul, nu doar oțelul.
comments title